Sydäntahdistinpotilaan työhön paluun tukeminen

Työvoiman ikääntyessä sydämen toimintahäiriötä potevien työntekijöiden määrä lisääntyy. Suomessa on nykyisin noin 30000 sydäntahdistinta tarvitsevaa henkilöä, joista noin 10 % on yhä mukana työelämässä. Sydäntahdistimia on aikaisemmin pidetty eläkeikäisen väestön sydänsairauksien hoitoon liittyvinä, mutta nykyään tahdistimia käytetään monien erilaisten sydänsairauksien hoidossa ja tahdistimia asennetaan yhä useammin myös nuorille henkilöille. Siten tahdistinhoidettujen työikäisten määrä lisääntyy jatkuvasti

Harmonisen ja perkussiivisen äänen erottelumenetelmä ja sen sovelluskohteet

Harmonisen ja perkussiivisen äänen erottelumenetelmällä jokin musikaaliseksi signaaliksi mielletty pyritään jakamaan sen harmoniseen ja perkussiiviseen komponenttiin. Harmonisen signaalin tulisi sisältää vain melodiset soivat äänet, kuten laulut, huilut, torvet ja viulut. Perkussiivisen signaalin taas tulisi sisältää erilaiset perkussiot kuten rummut. Tutkielmassa tarkastellaan mihin HPSS-menetelmä perustuu ja minkälaisien ongelmien ratkaisuun sitä on käytetty. Tavoitteena on myös selvittää, onko HPSS-menetelmää mahdollista käyttää reaaliaikaisesti äänen käsittelyyn ja osana niin sanotun ”sampler-instrumentin” toiminnallisuutta. HPSS-menetelmän kannalta oleellisia työkaluja ovat erilaiset Fourier-muunnokset ja spektogrammi. Fourier-muunnoksen avulla äänidata saadaan siirrettyä aikatasolta spektri-tasolle, joka on tarpeellista, jos halutaan saada tietoa äänen sisältämistä taajuuksista. Spektogrammi voidaan ajatella olevan äänen visuaalinen esitys. Spektogrammin avulla voidaan tarkastella millaisia perkussiivisia ja harmonisia ominaisuuksia äänisignaalilla on ja soveltaa monia kuvankäsittelystä tuttuja algoritmeja kuten mediaanisuodatinta äänidataan. Fourier-muunnoksesta käydään läpi sen diskreetin esityksen periaatteet ja spektogrammi käydään läpi yleisellä tasolla. HPSS-menetelmästä esitetään yksi mahdollinen toteutus, jossa signaalin harmoninen ja perkussiivinen signaali erotellaan toisistaan mediaanisuodattimien ja binäärimaskien avulla. Tutkimus ei suoraan osoita, että reaaliaikainen äänenkäsittely on mahdollista, mutta viittaa siihen. Mediaanisuodattaminen ja STFT-muunnoksen (Short-Time Fourier Transform) käyttö harmonisen ja perkussiivisen signaalin erottelussa, vaikuttaisi olevan yksi tehokkaimmista vaihtoehdoista. Vaikka reaaliaikainen äänen käsittely ei olisikaan mahdollista, harmonisen ja perkussiivisen äänen erottelumenetelmää voisi käyttää osana ”sampler-instrumentin” toiminnallisuutta

Korteweg–de Vries solitoniyhtälön diskretointi- ja aikaintegrointimenetelmien vertailua

Solitoni on tunnettu ilmiönä jo 1800-luvun alkupuolelta lähtien. Se on eräänlainen muotonsa säilyttävä ja vakionopeudella etenevä aalto. 1800-luvun loppupuolella esitettiin osittaisdifferentiaaliyhtälön kuvaamaan tällaista matalassa ja kapeassa kanavassa esiintynyttä solitoniaaltoa. Tätä Kortewegin ja de Vries’n mukaan nimettyä osittaisdifferentiaaliyhtälöä tutkivat numeerisesti ensimmäistä kertaa Zabusky ja Kruskal vuonna 1965. Osittaisdifferentiaaliyhtälöiden ratkaisuun tarvitsee usein käyttää numeerisia menetelmiä. Tämän työn alkupuoli käsittelee yleisesti tarvittavia matemaattisia menetelmiä sekä KdV-yhtälön analyyttistä tarkastelua. Loppupuolella tutkitaan KdV-yhtälön mallintamista tietokoneen avulla. Zabuskyn ja Kruskalin käyttämien menetelmien lisäksi kokeillaan montaa muutakin tapaa KdV-yhtälön mallintamiseen. Näistä menetelmistä vertaillaan laskentatehokkuutta sekä menetelmän tarkkuutta. Zabuskyn ja Kruskalin käyttämä paikkadiskretointi todettiin mallinnuksissa tarkimmaksi, mutta ei kuitenkaan mallinnusaikaa tarkastellen tehokkaimmaksi. Aikaintegroinneista Runge-Kutta-menetelmät todettiin parhaiksi. Menetelmien vertailun lisäksi niistä parhaiksi havaittuja sovellettiin muutaman erikoistapauksen, kuten kolmen aallon törmäyksen, mallintamiseen.Siirretty Doriast

Kytkentäsuojapiirien vertailu erään polttokennojärjestelmän kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajassa

Tilaajan polttokennolaitoksessa polttokennoilta saatavaa tasajännitettä nostetaan kokoaaltosiltamuuntimen (H-siltahakkurin) avulla. Tilaaja on havainnut, että kyseisen kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan diodit altistuvat haitallisille ylijännitepiikeille ja jännitteen värähtelylle. Näitä edellä mainittuja jänniterasituksia voidaan ehkäistä erilaisten passiivisten ja aktiivisten kytkentäsuojapiirien avulla. Tämän diplomityön tarkoituksena on etsiä ja vertailla erilaisten kytkentäsuojapiirien soveltuvuutta tutkittavan kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan yhteyteen. Työn vertailukohtina ovat kytkentäsuojapiirin jännitepiikkien ja -värähtelyn ehkäisykyky sekä kyseisen kytkentäsuojapiirin häviöt. Työssä on käsitelty jänniterasitusten syntyyn vaikuttavia syitä ja etsitty kirjallisuudesta erilaisia kytkentäsuojapiirivaihtoehtoja, jotka soveltuvat olemassa olevan kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan suojaukseen. Soveltuvimmat kytkentäsuojapiirit vertailtiin Simplorer 7.0 ohjelmistolla. Simulointien perusteella toteutuskelpoisimmat kytkentäsuojapiirien prototyypit testattiin todellisen kokoaaltosiltamuuntimen yhteydessä. Työn tuloksena havaittiin, että useat monimutkaisemmat kytkentäsuojapiirit eivät soveltuneet kyseisen kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan yhteyteen. Syynä tähän on niiden liian pieni jänniterasitusten vaimennuskyky, tai ne vaativat liian suuria muutoksia olemassa olevan kokoaaltosiltamuuntimen rakenteeseen. Viidestä simuloitavaksi valitusta piiristä neljää voitiin testata todellisen kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan yhteydessä. Simulointi- ja mittaustulosten perusteella voidaan sanoa, että valitut kytkentäsuojapiirit soveltuvat tutkittavan kokoaaltosiltamuuntimen yhteyteen. Työn tuloksina saatujen jännitepiikkien ja tehohäviöiden suuruuksien osalta kytkentäsuojapiirit voidaan asettaan järjestykseen, mutta lopulliseen kytkentäsuojapiirivalintaan vaikuttaa myös toteutettava polttokennojärjestelmäkokonaisuus.fi=Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.|en=Thesis fulltext in PDF format.|sv=Lärdomsprov tillgängligt som fulltext i PDF-format

Tuulivoimalan simulointiympäristö : 22 kW kuormakoneen ohjaus

Opinnäytetyö on tehty Tampereen ammattikorkeakoulun sähkölaboratorioon. Työn tarkoituksena oli tehdä todellista tuulivoimalaa mallintava simulointijärjestelmä siten, että sitä on helppo ohjata ja valvoa tietokoneelta. Järjestelmä on tehty sähkölaboratorion GreenLab-puolelle. Järjestelmän toteutus on tehty sähkölaboratorion tarjoamilla komponenteilla ja ne ovat sähkölaboratorioon kuuluvia. Tuulivoimalan mallintamisen tärkeimpänä elementtinä oli roottorin pyörimisnopeuden muuttuminen, kun generaattorin kuormitus muuttuu. Roottorin toiminnan mallintaminen suoraan teoriasta löytyvillä kaavoilla ei ole todenmukainen, sillä yksinkertainen teoria ei suoraan mallinna tuulivoimalassa syntyviä häviöitä. Tuulivoimalan roottorin toiminnan mallintamiseen käytettiin taajuusmuuttajakäyttöä, jossa on 22 kW:n oikosulkumoottori. Mallissa roottorin pyörimisnopeuden ohjearvo on riippuvainen tuulennopeudesta ja tuulivoimalan generaattorin kuormamomentista. Käytön ohjaus on toteutettu National Instrumentsin valmistamalla myDAQ-laiteella. Se on kannettava mittaus- ja instrumentointilaite, jolla voidaan luoda ja käsitellä analogisia signaaleja sekä digitaalista dataa. Laiteen ohjelmointi on tehty LabVIEW-ohjelmistolla. Ohjelmisto tekee ohjauksen lisäksi käyttöliittymää, jonka kautta tuulivoimalan käyttöä voidaan ohjata ja monitoroida tietokoneen välityksellä. Käyttöliittymään voidaan syöttää käyttöön asennetun generaattorin maksimisuoritearvot, joiden kautta ohjelma laskee sopivaa roottorin pyörimisnopeutta eri tuulennopeusarvoilla. Käyttöliittymään voidaan ladata erilaisia tuuliolosuhdemalleja ja monitoroida roottorin käyttäytymistä eri käyttötilanteissa. Käytölle on tehty lopuksi kuormituskokeet eri tuulennopeuksissa. Mittaustuloksista voidaan todeta roottorin toiminnan olevan tuulivoimamallin mukainen. Lopuksi työssä käsitellään toimenpiteitä, kuten monipuolisempaa laitteistoa, joilla simulointiympäristöä voitaisiin tulevaisuudessa kehittää.This thesis was made for the electric laboratory of Tampere University of Applied Sciences. The purpose of this thesis was to make a wind energy simulation system which can be controlled and monitored via PC. The system was built on the GreenLab feature of the electric laboratory. All the components of the system are property of the electric laboratory. The most important element of modeling the wind energy production was the modulation of the rotor speed when the generator is loaded. It was difficult to use the theory for modeling the wind generation because the theory doesn't include all the losses in wind turbine. The operation of the wind rotor is modeled with the 22 kW induction motor which is operated with a drive. The rotation speed of the motor is dependent on the speed of the wind and the load of the generator. The control of the system is executed with myDAQ which is manufactured by National Instruments. It is a portable measurement and instrumentation device which can be used to create and manipulate signals and digital data. The programming is made with LabVIEW. LabVIEW is used to make the program and the user interface. The user interface is used to control and monitor the system via PC. User can set parameters of the generator in the user interface which the program uses to calculate the rotation speed of the rotor in different wind conditions. It is possible to download various wind condition models into the program and monitor the behavior of the rotor in different situations. Lastly the system has been tested with loading tests in different wind conditions. Results from the tests tells that the system operates as it is modeled. An improvement plan for the simulation system could be used to develop it even better system

Digitaalisesti ohjattu analoginen syntetisaattori

Tiivistelmä. Tässä opinnäytetyössä esitellään harrastetyönä tehty digitaalista ja analogista elektroniikkaa yhdistelevä elektroninen soitin eli musiikillinen instrumentti, joka mukailee Friedrich Trautweinin 1900-luvun alkupuolella kehittämän Trautonium-nimisen soittimen rakennetta. Opinnäytetyössä esitetään ja havainnollistetaan kuvin ja kaavioin tehdyn laitteen rakenne ja toiminnallinen kuvaus, sekä joitain suunnitteluun vaikuttaneita lähtökohtia ja pulmia. Näitä ratkaisuja verrataan aikaisemman laitteen rakenteeseen ja toimintaan. Tehdyn laitteen tuottama äänisignaali mitataan oskilloskoopilla ja tietokoneen äänikortilla laitteen toiminnan toteamiseksi.Digitally controlled analog synthesizer. Abstract. The purpose of this bachelor’s thesis is to present an electronic musical instrument combining both analog and digital electronics. This instrument was built as a hobby project to approximate a musical instrument called the Trautonium, which was developed in the early 1900’s by Fredrich Trautwein. This thesis illustrates the structure and operational principles of the built device, noting differences in comparison to the original, and presents some of the design considerations and challenges relevant to the case. The sound signals produced by the device were measured with an oscilloscope and recorded with a computer for verifying the functioning of the device

The effect of compensation devices to the pool pumping substation’s power quality and reactive power costs

Tämän diplomityön tarkoituksena on suunnitella kompensointijärjestelmä Turun telakan muuntamoon, joka syöttää rakennusaltaan pumppuja ja neljää nosturia. Kompensointilaitteiston suunnittelu perustuu muuntamossa tehtyihin mittauksiin, joiden pohjalta tutkittiin erilaisia kompensointilaitteita, jotka olisivat mahdollista liittää muuntamoon. Diplomityössä teoriapohjana erilaisille kompensointilaitteille käytettiin kirjallisuutta, jonka pohjalta tutustutaan erilaisten kompensointilaitteiden toimintaperiaatteisiin sekä millä tavalla ne vaikuttavat verkkoon. Diplomityössä käsitellään passiivisia kompen-sointilaitteita, jotka voivat suodattaa verkosta loistehoa ja vaimentaa erilaisia harmonisia yliaaltoja. Työssä käsitellään myös erilaisten aktiivisten kompensointilaitteiden tapaa suodattaa loistehoa ja harmonisia yliaaltoja. Tämän lisäksi tutustutaan aktiivisten kompensointilaitteiden säätöön, jolla voidaan taata aktiivisen kompensointilaiteen nopea toiminta, kun verkon loistehossa tapahtuu muutoksia. Työn lopussa pohditaan mahdollisia loisteholaskutuksesta tulevia säästöjä, joita muo-dostuu, kun kompensointilaitteita liitetään verkkoon. Lisäksi lasketaan mahdollinen takaisinmaksuaika laitteistolle ja kuinka paljon laitteiston avulla voidaan saada voittoa säästöjen muodossa, kun laskutapana käytetään nettonykyarvomenetelmää. Työssä lopulta saatiin tulokseksi, että estokelaparistojen avulla saatiin säästöjä. Estokelaparisto on halpa, koska se on passiivinen kompensointilaite. Aktiivisten kompensointilaitteiden kohdalla merkittäväksi nousi hinta, mutta suuremman hyödyn ansiosta saatiin estokelan ja aktiivisen kompensoinnin yhdistelmällä eniten säästöjä

Tuuletinroottoreilla varustettu murtovakokäämitty kestomagneettitahtimoottori

Hitaasti pyörivissä kestomagneettikoneissa staattorin kääminpäiden jäähdytys on ongelmallista, koska pienellä pyörimisnopeudella perinteisten, roottorinpäihin kiinnitettyjen siivekkeiden jäähdytyskyky on huono. Hitaasti pyörivissä kestomagneettikoneissa usein käytetty murtovakokäämitys mahdollistaa täysin uudenlaisen jäähdytysratkaisun. Koska murtovakokäämitys tuottaa useita, eri napaparimäärän omaavia pyöriviä magneettikenttiä, voidaan koneen päihin asentaa erilliset pienemmät roottorit. Näitä pienemmän napaparimäärän omaavia, pääroottoria nopeammin pyöriviä tuuletinroottoreita käytetään kääminpäiden jäähdytykseen. Tässä diplomityössä tutkitaan edellä kuvattua tuuletinroottoreilla varustettua konetta. Työn tutkimusmenetelmiä ovat rakenteen tutkiminen simuloimalla elementtimenetelmällä sekä kokeet prototyyppikoneella. Myös analyyttisten laskukaavojen soveltuvuutta tuuletinroottoreilla varustetulle koneelle pohditaan. Lisäksi työssä perehdytään murtovakokäämitysten suunnitteluun ja pohditaan millainen käämitys olisi hyvä tuuletinroottoreilla varustettuun koneeseen. Murtovakokäämityksen synnyttämiä magneettikenttiä tutkitaan sekä laskemalla analyyttisesti että simuloimalla elementtimenetelmällä. Erilaisia tuuletinroottorivaihtoehtoja simuloidaan elementtimenetelmällä ja tulosten pohjalta kehitetään kaksi erilaista uutta tuuletinroottoria. Toisesta uudesta tuuletinroottorista rakennetaan prototyyppiroottori. Prototyyppiroottoria kokeillaan olemassa olevassa murtovakokoneessa ja se todetaan toimivaksi. Elementtimenetelmän avulla tutkitaan myös kolmiulotteisesti rakennetta, jossa on kaksi roottoria. Simuloimalla todetaan, että roottorit eivät juurikaan vaikuta toistensa toimintaan. Saatujen tulosten perusteella kehitetään sijaiskytkentä koneelle, jossa on useampi roottori. Lisäksi pohditaan tuuletinroottoreilla varustetun koneen mahdollisia käyttökohteita ja ominaisuuksia sekä verrataan sitä tavalliseen murtovakokäämittyyn kestomagneettikoneeseen. Tässä diplomityössä osoitetaan, että tutkittu rakenne on käytännössä toimiva ja luodaan pohja jatkotutkimuksille.fi=Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.|en=Thesis fulltext in PDF format.|sv=Lärdomsprov tillgängligt som fulltext i PDF-format